• Nie Znaleziono Wyników

VIII. Kinetyka i statyka reakcji chemicznych

N/A
N/A
Protected

Academic year: 2021

Share "VIII. Kinetyka i statyka reakcji chemicznych"

Copied!
6
0
0

Pełen tekst

(1)

1

VIII.

Kinetyka i statyka reakcji chemicznych

Zagadnienia

 Czynniki wpływające na szybkość reakcji

 Rzędowość i cząsteczkowość reakcji

 Stała szybkości reakcji

 Teoria zderzeń

 Teoria stanu przejściowego

 Reakcje odwracalne i nieodwracalne

 Prawo działania mas

 Reguła przekory

 Wpływ ciśnienia i temperatury na położenie równowagi reakcji odwracalnej

 Obliczenia dotyczące stałej równowagi chemicznej

 Wykorzystanie wartości stałej równowagi chemicznej dla przewidywania kierunku biegu reakcji

 Wpływ katalizatora na wartość stałej równowagi

 Kataliza i jej rodzaje

 Cechy charakterystyczne i mechanizm działania katalizatorów.

Ćwiczenie 1

Zależność szybkości reakcji chemicznych od stężenia reagujących substancji.

Odczynniki: Sprzęt laboratoryjny:

 0,02 mol/dm3 KIO3

 0,5 mol/dm3 H2SO4

 0,01 mol/dm3 Na2SO3

 Skrobia

 Zlewki

 Pipety

 Cylinder miarowy

 Stoper

Wykonanie ćwiczenia:

W zlewkach o pojemności 100 cm3 przygotować roztwory zawierające jodan(V) potasu, roztwór kwasu siarkowego (VI) i skrobię w ilościach podanych w tabeli. Cylindrem miarowym odmierzyć 5 cm3 siarczanu(IV) sodu, wlać do mieszaniny w zlewce, szybko wymieszać i odmierzać czas do momentu pojawienia się granatowego zabarwienia.

Czynności wykonać dla wszystkich podanych roztworów zawierających różne stężenia jodanu(V) potasu.

(2)

2

L.p. Zawartość zlewki 0,01

mol/dm3 Na2SO3

[cm3]

CKIO3

[mol/dm3]

Czas 0,02 mol/dm3 [s]

KIO3 [cm3]

0,5 mol/dm3 H2SO4

[cm3]

H2O destylowana

[cm3]

Skrobia [cm3]

1 10 1 35 0.5 5

2 15 1 30 0.5 5

3 20 1 25 0.5 5

4 25 1 20 0.5 5

5 30 1 15 0.5 5

Uzupełnić tabelę. Sporządzić wykresy log(c)=f(t) i 1/c=f(t) i na tej podstawie określić ogólny rząd reakcji. Wyznaczyć metodą graficzną stałą szybkości reakcji.

Ćwiczenie 2

Wpływ temperatury na szybkość reakcji chemicznych

Odczynniki: Sprzęt laboratoryjny:

 Krystaliczny NH4Cl

 Krystaliczny NaNO2

 Zlewki

 Cylinder miarowy

 Waga laboratoryjna

 Probówka z korkiem

 Łaźnia wodna

 Termometr

Wykonanie ćwiczenia:

Odważyć na wadze laboratoryjnej 3g chlorku amonu. Przesypać do małej zlewki i rozpuścić w 10 cm3ciepłej wody. Analogicznie przygotować roztwór zawierający 4g NaNO2. Odmierzyć po 3 cm3 obu roztworów i wlać je do probówki z korkiem. Lekko wstrząsnąć zawartością i pozostawić otwierając korek.

Powtórzyć doświadczenie zlewając takie same objętości substratów, ogrzane uprzednio do temperatury 70°C. Zaobserwować zmianę w intensywności wydzielania gazowego produktu reakcji, wywołaną podwyższeniem temperatury reakcji. Napisać równanie reakcji.

(3)

3

Ćwiczenie 3

Wpływ temperatury na stan równowagi reakcji chemicznej

Odczynniki: Sprzęt laboratoryjny:

 1 mol/dm3 CoCl2 w 3 mol/dm3 NaCl  Probówki

 Palnik

 Pipeta

 Łapa drewniana

Wykonanie ćwiczenia:

Do dwóch probówek wlać po 1 cm3 1 molowego roztworu CoCl2 w 3 mol/dm3 NaCl. Jedną probówkę pozostawić jako porównawczą, a drugą ogrzać w płomieniu palnika do zmiany barwy. Następnie probówkę tę ochłodzić i porównać zabarwienie ochłodzonego roztworu z barwą nie ogrzewanego.

Ćwiczenie 4

Wpływ środowiska na stan równowagi reakcji

Odczynniki: Sprzęt laboratoryjny:

 0,5 mol/dm3 K2Cr2O7

 0,5 mol/dm3 K2CrO4

 1 mol/dm3 H2SO4

 1 mol/dm3 NaOH

 Probówki

 Pipety

Wykonanie ćwiczenia:

Przygotuj cztery probówki. Do dwóch probówek wlać około 1 cm3 0,5 molowego roztworu chromianu(VI) potasu. Do jednej z nich dodać kilka kropli 1 molowego roztworu H2SO4, a następnie do tej samej probówki dodać kroplami roztwór 1 molowego NaOH. Do drugiej dodać kroplami roztwór 1 molowego NaOH. Do pozostałych dwóch probówek wlać około 1 cm3 0,5 molowego roztworu dichromianu(VI) potasu. Do jednej z nich dodać kroplami roztwór 1 molowego NaOH, a następnie do tej samej probówki dodać kroplami 1 molowy roztwór H2SO4. Do drugiej dodać kroplami 1 molowy roztwór H2SO4. We wszystkich przypadkach obserwuj zmiany zabarwienia.

Napisać obserwacje, wnioski i równania reakcji chemicznych.

Ćwiczenie 5

Wpływ wydzielania się produktów trudno rozpuszczalnych, łatwo lotnych,

słabo dysocjowanych na równowagę reakcji chemicznych

(4)

4

Odczynniki: Sprzęt laboratoryjny:

 1 mol/dm3 CrCl3

 2 mol/dm3 NH3•H2O

 2 mol/dm3 HCl

 0,1 mol/dm3 CH3COONa

 0,1 mol/dm3 HCl

 Na2CO3 krystaliczny

Błękit bromotymolowy

 Probówki

 Pipety

 Cylinder miarowy

Wykonanie ćwiczenia:

1. Otrzymywanie produktu trudno rozpuszczalnego.

Do probówki wprowadzić 2 cm3 1 molowego roztworu CrCl3, a następnie dodać 3 cm3 2 molowego roztworu amoniaku – do wytrącenia osadu wodorotlenku chromu (III).

2. Otrzymywanie produktu łatwo lotnego.

Do probówki wsypać szczyptę Na2CO3 i dodać kilka cm3 wody w celu rozpuszczenia soli. Do otrzymanego roztworu dodać kroplami 2 molowy roztwór HCl. Zwrócić uwagę na intensywność wydzielania się gazu.

3. Otrzymywanie produktu słabo zdysocjowanego.

Do probówki wprowadzić 2 cm3 0,1 molowego roztworu octanu sodu i 2 krople błękitu bromotymolowego. Następnie dodawać po kropli 0,1 molowy roztwór kwasu solnego. Obserwować zmianę zabarwienia roztworu.

Ćwiczenie 6

Wpływ obecności katalizatora na szybkość reakcji chemicznych

Odczynniki: Sprzęt laboratoryjny:

 H2O2(30%, perhydrol)

 MnO2(braunsztyn)

 Węgiel aktywny

 Probówki

 Palnik

 Łyżeczka

 Łuczywko

Wykonanie ćwiczenia:

Do trzech probówek wlać ostrożnie perhydrol do 1/3 wysokości. Do pierwszej z probówek wrzucić grudkę braunsztynu, do drugiej trochę węgla aktywnego, a trzecią pozostawić jako porównawczą.

Sprawdzić żarzącym się łuczywkiem intensywność wydzielania się gazu.

(5)

5

Ćwiczenie 7

Wpływ katalizatora (autokataliza) na szybkość reakcji

Odczynniki: Sprzęt laboratoryjny:

 0,1 mol/dm3 MnSO4

 0,1 mol/dm3 KMnO4

 nasycony roztwór kwasu szczawiowego

 1 mol/dm3 roztwór H2SO4

 Probówki

 Statyw

 Pipeta

Wykonanie ćwiczenia:

Do dwóch probówek wprowadzić po 0,5cm3 0,1M roztworu KMnO4, 1M roztworu H2SO4 i nasyconego roztworu kwasu szczawiowego. Do jednej z probówek dodać 0,5 cm3 0,1M roztworu MnSO4. Porównać szybkość przebiegu reakcji w obu probówkach. Podać równanie reakcji kwasu szczawiowego z manganianem(VII) potasu. Wyjaśnić, dlaczego w probówce nie zawierającej MnSO4

szybkość reakcji wzrasta.

Ćwiczenie 8 Autokataliza

Odczynniki: Sprzęt laboratoryjny:

 Winian sodowo-potasowy NaKC4H4O6

krystaliczny

 6% H2O2

 CoCl2 krystaliczny

 Zlewki

 Cylinder miarowy

 Palnik

 Siatka na palnik

 Trójnóg

 Termometr

 Bagietka

 Waga laboratoryjna

Wykonanie ćwiczenia:

Odważyć na wadze laboratoryjnej 0,1g chlorku kobaltu i przesypać do małej zlewki, a następnie rozpuścić go w 2,5 cm3 wody destylowanej. Pozostawić tak przygotowany roztwór do dalszej części ćwiczenia.

Odważyć na wadze analitycznej 2,5g winianu sodowo- potasowego, przesypać go do zlewki o pojemności 250 cm3 i rozpuścić w 30 cm3 wody destylowanej. Następnie do zlewki dodać 10cm3 6%

roztworu H2O2. Zlewkę postawić na siatce nad płomieniem palnika i ogrzać do temperatury 70°C.

Zdjąć zlewkę z trójnogu i dodać do niej wcześniej przygotowany roztwór chlorku kobaltu. Zapisać obserwacje oraz równanie reakcji.

(6)

6

Ćwiczenie 9

Zatruwanie katalizatora

Odczynniki: Sprzęt laboratoryjny:

 3% roztwór H2O2

 0,5 mol/dm3 HgCl2

 drożdże

 Probówki

 Statyw

 Pipeta

 Waga laboratoryjna

 Bagietka

Wykonanie ćwiczenia:

Na wadze laboratoryjnej odważyć 0,5g drożdży. Przełożyć je do małej zlewki, dodać do niej 10 cm3 wody destylowanej, wymieszać bagietką do utworzenia się zawiesiny. Pozostawić do dalszej części ćwiczeń. Przygotować trzy probówki i ponumerować je. Do każdej z nich odmierzyć po 1 cm3 3%

roztworu H2O2. Do pierwszej probówki wlać około 0,5 cm3 zawiesiny drożdży, do drugiej dodajemy mieszaninę składającą się z 0,5 cm3 zawiesiny drożdży i kilku kropel 0,5 molowego roztworu HgCl2

(mieszaninę przygotowujemy krótko przed jej użyciem). Roztwór w trzeciej probówce służy do porównania. Mieszamy zawartość probówek i mierzymy szybkość rozkładu H2O2.

LITERATURA

1. M. J. Sienko, R. A. Plane, Chemia. Podstawy i zastosowanie. WNT Warszawa 1993 2. Atkins P.W., Chemia fizyczna, PWN, Warszawa 2001

3. Atkins P.W., Podstawy chemii fizycznej, PWN, Warszawa 1999 4. Whittaker A. G., Chemia fizyczna, PWN, Warszawa 2003

5. R. Lewandowski, Pracownia preparatyki nieorganicznej, WSiP Warszawa 1997 6. Z. Szmal, T. Lipiec, Chemia analityczna z elementami analizy instrumentalnej, PZWL

Warszawa 1996

Cytaty

Powiązane dokumenty

Role jakie pełnią zarządzający określa się jako wewnętrznie usystematyzowane zespoły zachowania, które są utożsamiane ze stanowiskiem [Mintzberg w: Harvard

Gdy wydzielanie się gazowego wodoru stanie się bardzo wolne, zdekantuj ciecz znad metalicznej miedzi... Gdy wydzielanie się gazowego wodoru stanie się bardzo wolne, ogrzej

Wskaż zestaw, w którym znajduje się błędnie zapisany wzór sumaryczny związku chemicznego.. W reakcji chemicznej dwóch dwuatomowych cząsteczek azotu i trzech dwuatomowych

W reakcji chemicznej dwóch cząsteczek tlenku węgla(II) oraz jednej dwuatomowej cząsteczki tlenu powstają dwie cząsteczki tlenku węgla(IV).. Wskaż poprawny zapis cząsteczkowy

P210 Przechowywać z dala od źródeł ciepła, gorących powierzchni, źródeł iskrzenia, otwartego ognia i innych źródeł zapłonu.. P220 Trzymać z dala od odzieży i

P280 Stosować rękawice ochronne/ odzież ochronną/ ochronę oczu/ ochronę twarzy/ ochronę słuchu.. Spłukać skórę pod

Kinetyka chemiczna – dział chemii fizycznej zajmujący się badaniem szybkości reakcji chemicznych i jej zależnością od temperatury,.. stężeń reagentów,

[r]